Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com.Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan CSS stuðning.Til að fá bestu upplifunina mælum við með því að þú notir uppfærðan vafra (eða slökkva á eindrægnistillingu í Internet Explorer).Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, munum við gera síðuna án stíla og JavaScript.
Hringekja sem sýnir þrjár glærur á sama tíma.Notaðu Fyrri og Næsta hnappana til að fara í gegnum þrjár skyggnur í einu, eða notaðu sleðahnappana í lokin til að fara í gegnum þrjár skyggnur í einu.
Nýlega hefur verið þróaður efnalaus sýklalyfjavettvangur byggður á nanótækni sem notar gervivatnsnanostructures (EWNS).EWNS hafa mikla yfirborðshleðslu og eru mettuð af hvarfgjörnum súrefnistegundum (ROS) sem geta haft samskipti við og óvirkt fjölda örvera, þar á meðal matarsýkla.Hér er sýnt fram á að hægt er að fínstilla eiginleika þeirra við myndun og fínstilla til að auka enn frekar bakteríudrepandi möguleika þeirra.EWNS rannsóknarstofuvettvangurinn var hannaður til að fínstilla eiginleika EWNS með því að breyta breytum fyrir nýmyndun.Einkenni EWNS eiginleika (hleðsla, stærð og innihald ROS) með nútíma greiningaraðferðum.Að auki voru þau metin með tilliti til örveruóvirkjunarmöguleika þeirra gegn matarbornum örverum eins og Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocuous, Mycobacterium paraaccidentum og Saccharomyces cerevisiae.Niðurstöðurnar sem kynntar eru hér sýna fram á að hægt er að fínstilla eiginleika EWNS meðan á nýmyndun stendur, sem leiðir til veldisvísis aukningar á skilvirkni óvirkjunar.Einkum jókst yfirborðshleðslan um fjóra stuðul og hvarfgjörnu súrefnistegundirnar jukust.Fjarlægingarhraði örvera var örveruháður og var á bilinu 1,0 til 3,8 log eftir 45 mínútna útsetningu fyrir úðaskammti upp á 40.000 #/cc EWNS.
Örverumengun er helsta orsök matarsjúkdóma af völdum inntöku sýkla eða eiturefna þeirra.Í Bandaríkjunum einum valda matarsjúkdómar um 76 milljónir veikinda, 325.000 innlagnir á sjúkrahús og 5.000 dauðsföll á hverju ári1.Að auki áætlar landbúnaðarráðuneyti Bandaríkjanna (USDA) að aukin neysla á ferskum afurðum sé ábyrg fyrir 48% allra tilkynntra matarsjúkdóma í Bandaríkjunum2.Kostnaður við sjúkdóma og dauða af völdum matarsýkla í Bandaríkjunum er mjög hár, áætlaður af Centers for Disease Control and Prevention (CDC) meira en 15,6 milljarðar Bandaríkjadala á ári3.
Eins og er, eru efna-4, geislun5 og varma6 sýklalyfjaaðgerðir til að tryggja matvælaöryggi að mestu gerðar á takmörkuðum mikilvægum eftirlitsstöðum (CCP) meðfram framleiðslukeðjunni (venjulega eftir uppskeru og/eða meðan á pökkun stendur) frekar en stöðugt.þannig að þeim er hætt við krossmengun.7. Betri eftirlit með matarsjúkdómum og matarskemmdum krefst sýklalyfjaaðgerða sem hugsanlega er hægt að beita yfir samfelluna frá bæ til borðs en draga úr umhverfisáhrifum og kostnaði.
Nýlega hefur verið þróaður efnalaus, nanótækni-undirstaða sýklalyfjavettvangur sem getur gert yfirborðs- og loftborna bakteríur óvirka með því að nota gervivatns nanóbyggingar (EWNS).EWNS var myndað með tveimur samhliða ferlum, rafúða og vatnsjónun (mynd 1a).Fyrri rannsóknir hafa sýnt að EWNS hafa einstaka eðlisfræðilega og líffræðilega eiginleika8,9,10.EWNS hafa að meðaltali 10 rafeindir í hverri byggingu og meðalstærð á nanóskala er 25 nm (Mynd 1b,c)8,9,10.Að auki sýndi rafeindasnúningsómun (ESR) að EWNS inniheldur mikið magn af hvarfgjarnum súrefnistegundum (ROS), aðallega hýdroxýl (OH•) og súperoxíð (O2-) stakeindum (Mynd 1c)8.EVNS er í loftinu í langan tíma og getur lent í árekstri við örverur sem eru sviflausar í loftinu og til staðar á yfirborðinu, skila ROS-hleðslu þeirra og valda óvirkjun örvera (mynd 1d).Þessar fyrstu rannsóknir sýndu einnig að EWNS getur haft samskipti við og óvirkt ýmsar gram-neikvæðar og gram-jákvæðar bakteríur, þar á meðal mycobacteria, á yfirborði og í lofti.Sendingarrafeindasmásjárskoðun sýndi að óvirkjunin stafaði af truflun á frumuhimnu.Auk þess hafa bráðar innöndunarrannsóknir sýnt að stórir skammtar af EWNS valda ekki lungnaskemmdum eða bólgu 8 .
(a) Rafúðun á sér stað þegar háspennu er beitt á milli háræðarörs sem inniheldur vökva og mótrafskauts.(b) Háþrýstingur hefur í för með sér tvö mismunandi fyrirbæri: (i) rafúðun vatns og (ii) myndun hvarfgjarnra súrefnistegunda (jóna) sem eru föst í EWNS.(c) Einstök uppbygging EWNS.(d) Vegna eðlis þeirra á nanóskala eru EWNS mjög hreyfanleg og geta haft samskipti við sýkla í lofti.
Einnig hefur nýlega verið sýnt fram á hæfileika EWNS sýklalyfjavettvangsins til að gera matarbornar örverur óvirkar á yfirborði ferskra matvæla.Einnig hefur verið sýnt fram á að hægt er að nota yfirborðshleðslu EWNS ásamt rafsviði til að ná markvissri afhendingu.Þar að auki voru bráðabirgðaniðurstöður fyrir lífræna tómata eftir 90 mínútna útsetningu við EWNS um 50.000 #/cm3 hvetjandi, þar sem fram komu ýmsar matarbornar örverur eins og E. coli og Listeria 11.Að auki sýndu bráðabirgðaprófanir engin skynjunaráhrif samanborið við samanburðartómata.Þrátt fyrir að þessar fyrstu óvirkjunarniðurstöður séu hvetjandi fyrir matvælaöryggi, jafnvel við mjög lága EWNS skammta upp á 50.000#/cc.sjá, það er ljóst að meiri óvirkjunarmöguleiki væri hagstæðari til að draga enn frekar úr hættu á sýkingu og skemmdum.
Hér munum við einbeita okkur að rannsóknum okkar á þróun EWNS kynslóðar vettvangs til að gera kleift að fínstilla nýmyndunarfæribreytur og hagræðingu á eðlisefnafræðilegum eiginleikum EWNS til að auka bakteríudrepandi möguleika þeirra.Sérstaklega hefur hagræðing einbeitt sér að því að auka yfirborðshleðslu þeirra (til að bæta markvissa afhendingu) og ROS innihald (til að bæta skilvirkni óvirkjunar).Einkenni bjartsýni eðlisefnafræðilegra eiginleika (stærð, hleðslu og ROS innihald) með nútíma greiningaraðferðum og notaðu algengar matarörverur eins og E. .
EVNS var myndað með samtímis rafúðun og jónun á háhreinu vatni (18 MΩ cm–1).Rafmagns eimgjafinn 12 er venjulega notaður til að úða vökva og til að mynda fjölliða og keramik agnir 13 og trefja 14 af stýrðri stærð.
Eins og lýst er ítarlega í fyrri ritum 8, 9, 10, 11, í dæmigerðri tilraun, var háspenna sett á milli málmháræðs og jarðtengdrar mótrafskauts.Í þessu ferli koma fram tvö mismunandi fyrirbæri: i) rafúðun og ii) vatnsjónun.Sterkt rafsvið á milli rafskautanna tveggja veldur því að neikvæðar hleðslur myndast á yfirborði þétta vatnsins, sem leiðir til myndunar Taylor-keilna.Fyrir vikið myndast mjög hlaðnir vatnsdropar sem halda áfram að sundrast í smærri agnir eins og í Rayleigh kenningunni16.Á sama tíma veldur sterkt rafsvið að sumar vatnssameindir klofna og fjarlægja rafeindir (jónast), sem leiðir til myndunar mikið magn hvarfgjarnra súrefnistegunda (ROS)17.Samtímis mynda ROS18 var hjúpað í EWNS (mynd 1c).
Á mynd.2a sýnir EWNS kynslóðarkerfið þróað og notað í EWNS nýmynduninni í þessari rannsókn.Hreinsað vatn sem geymt var í lokuðu flösku var fært í gegnum Teflon rör (2 mm innra þvermál) í 30G ryðfríu stáli nál (málmháræð).Vatnsrennsli er stjórnað af loftþrýstingi inni í flöskunni, eins og sýnt er á mynd 2b.Nálin er fest á Teflon stjórnborði og hægt er að stilla hana handvirkt í ákveðna fjarlægð frá rafskautinu.Mótelskautið er fáður áldiskur með gati í miðjunni til sýnatöku.Fyrir neðan gagnrafskautið er sýnatökutrekt úr áli, sem er tengd við restina af tilraunauppsetningunni um sýnatökutengi (mynd 2b).Til að koma í veg fyrir hleðsluuppsöfnun sem gæti truflað virkni sýnatöku eru allir íhlutir sýnatökutækisins jarðtengdir.
(a) Hannað vatnsnanobyggingarkerfi (EWNS).(b) Þverskurður sýnataka og rafúða, sem sýnir mikilvægustu færibreyturnar.(c) Tilraunauppsetning fyrir óvirkjun baktería.
EWNS kynslóðarkerfið sem lýst er hér að ofan er fær um að breyta helstu rekstrarbreytum til að auðvelda fínstillingu á EWNS eiginleikum.Stilltu álagða spennu (V), fjarlægðina milli nálarinnar og mótrafskautsins (L) og vatnsflæðisins (φ) í gegnum háræðið til að fínstilla eiginleika EWNS.Tákn notað til að tákna mismunandi samsetningar: [V (kV), L (cm)].Stilltu vatnsrennslið til að fá stöðuga Taylor-keilu af ákveðnu setti [V, L].Í tilgangi þessarar rannsóknar var ljósopsþvermáli gagnrafskautsins (D) haldið við 0,5 tommur (1,29 cm).
Vegna takmarkaðrar rúmfræði og ósamhverfu er ekki hægt að reikna rafsviðsstyrk út frá fyrstu meginreglum.Þess í stað var QuickField™ hugbúnaðurinn (Svendborg, Danmörk)19 notaður til að reikna út rafsviðið.Rafsviðið er ekki einsleitt, þannig að gildi rafsviðsins á toppi háræðsins var notað sem viðmiðunargildi fyrir ýmsar stillingar.
Meðan á rannsókninni stóð voru nokkrar samsetningar spennu og fjarlægðar milli nálarinnar og mótrafskautsins metnar með tilliti til Taylor-keilumyndunar, Taylor-keilustöðugleika, EWNS framleiðslustöðugleika og endurgerðanleika.Ýmsar samsetningar eru sýndar í aukatöflu S1.
Úttak EWNS kynslóðarkerfisins var tengt beint við Scanning Mobility Particle Size Analyzer (SMPS, Model 3936, TSI, Shoreview, MN) til að mæla styrk agnafjölda, sem og við Aerosol Faraday rafmæli (TSI, Model 3068B, Shoreview, MN).) fyrir úðastrauma var mældur eins og lýst er í fyrri útgáfu okkar.Bæði SMPS og úða rafmælirinn tók sýni með flæðihraða 0,5 l/mín (heildarsýnisflæði 1 l/mín).Fjöldastyrkur agna og úðaflæði var mældur í 120 sekúndur.Mælingin er endurtekin 30 sinnum.Byggt á straummælingum er heildarhleðsla úðabrúsa reiknuð út og meðalhleðsla EWNS er metin fyrir tiltekinn heildarfjölda valinna EWNS agna.Hægt er að reikna út meðalkostnað EWNS með jöfnu (1):
þar sem IEl er mældur straumur, NSMPS er stafrænn styrkur mældur með SMPS og φEl er rennsli á rafmæli.
Vegna þess að hlutfallslegur raki (RH) hefur áhrif á yfirborðshleðslu, var hitastigi og (RH) haldið stöðugum meðan á tilrauninni stóð við 21°C og 45%, í sömu röð.
Atómaflsmásjá (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) og AC260T rannsaka (Olympus, Tokyo, Japan) voru notuð til að mæla stærð og líftíma EWNS.AFM skannatíðnin var 1 Hz, skönnunarsvæðið var 5 μm × 5 μm og 256 skannalínur.Allar myndirnar voru settar í 1. stigs myndröðun með Asylum hugbúnaði (grímusvið 100 nm, þröskuldur 100 pm).
Prófunartrektin var fjarlægð og gljásteinsyfirborðið var komið fyrir í 2,0 cm fjarlægð frá gagnrafskautinu í 120 sekúndur að meðaltali til að koma í veg fyrir agnasamþjöppun og myndun óreglulegra dropa á gljásteinsyfirborðinu.EWNS var úðað beint á yfirborð nýskorins gljásteins (Ted Pella, Redding, CA).Mynd af glimmeryfirborði strax eftir AFM sputtering.Snertihorn yfirborðs nýskorins óbreytts gljásteins er nálægt 0°, þannig að EVNS dreifist á gljásteinsyfirborðið í formi hvelfingar.Þvermál (a) og hæð (h) dreifandi dropa voru mæld beint frá AFM landslagi og notuð til að reikna út EWNS kúptu dreifingarrúmmálið með því að nota áður staðfesta aðferð okkar.Að því gefnu að EWNS um borð hafi sama rúmmál, er hægt að reikna út samsvarandi þvermál með jöfnu (2):
Byggt á áður þróuðu aðferð okkar var rafeindasnúningsresonance (ESR) snúningsgildra notuð til að greina nærveru skammlífra róttækra milliefna í EWNS.Úðabrúsum var blásið í gegnum 650 μm Midget sprautubúnað (Ace Glass, Vineland, NJ) sem innihélt 235 mM lausn af DEPMPO(5-(dietoxýfosfórýl)-5-metýl-1-pýrrólín-N-oxíði) (Oxis International Inc.).Portland, Oregon).Allar ESR mælingar voru gerðar með Bruker EMX litrófsmæli (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) og flatskjár.Acquisit hugbúnaðurinn (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) var notaður til að safna og greina gögnin.Ákvörðun á eiginleikum ROS var aðeins framkvæmd fyrir sett af rekstrarskilyrðum [-6,5 kV, 4,0 cm].Styrkur EWNS var mældur með því að nota SMPS eftir að hafa gert grein fyrir EWNS tapi í höggbúnaðinum.
Ósonmagn var fylgst með með 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10.
Fyrir allar EWNS eignir er meðalgildi notað sem mæligildi og staðalfrávik er notað sem mæliskekkju.T-próf ​​voru gerðar til að bera saman gildi bjartsýni EWNS eiginleika við samsvarandi gildi grunn EWNS.
Mynd 2c sýnir áður þróað og einkennt rafstöðuútfellingarkerfi (EPES) „tog“ sem hægt er að nota fyrir markvissa afhendingu EWNS við yfirborðið.EPES notar EVNS hleðslur sem hægt er að „leiða“ beint upp á yfirborð skotmarksins undir áhrifum sterks rafsviðs.Upplýsingar um EPES kerfið eru kynntar í nýlegu riti Pyrgiotakis o.fl.11 .Þannig samanstendur EPES af þrívíddarprentuðu PVC hólfi með mjókkuðum endum og inniheldur tvær samhliða ryðfríu stáli (304 ryðfríu stáli, spegilhúðaðar) málmplötur í miðjunni með 15,24 cm millibili.Spjöldin voru tengd við utanaðkomandi háspennugjafa (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), botnplatan var alltaf tengd við jákvæða spennu og efsta platan var alltaf tengd við jörð (fljótandi jörð).Hólfveggir eru klæddir álpappír sem er rafmagnsjarðaður til að koma í veg fyrir agnatap.Hólfið er með lokaðri hleðsluhurð að framan sem gerir kleift að setja prófunarfleti á plaststöndum sem lyfta þeim upp fyrir botn málmplötu til að forðast háspennutruflun.
Útfelling skilvirkni EWNS í EPES var reiknuð út í samræmi við áður þróaða siðareglur sem lýst er í viðbótarmynd S111.
Sem stjórnhólf var annað sívalur flæðishólf tengd í röð við EPES kerfið, þar sem HEPA millisía var notuð til að fjarlægja EWNS.Eins og sýnt er á mynd 2c var EWNS úðabrúsanum dælt í gegnum tvö innbyggð hólf.Sían á milli stjórnklefa og EPES fjarlægir allar eftirstöðvar EWNS sem leiðir til sama hitastigs (T), rakastigs (RH) og ósonmagns.
Komið hefur í ljós að mikilvægar matarbornar örverur menga fersk matvæli eins og E. coli (ATCC #27325), saurvísir, Salmonella enterica (ATCC #53647), matarsýki, Listeria skaðlaus (ATCC #33090), staðgengill fyrir sjúkdómsvaldandi Listeria monocytogenes, #CCCAT (Manasserevisasia) afleidd 4098), sem kemur í staðinn fyrir skemmdarger, og ónæmari óvirkjaðri bakteríu, Mycobacterium paralucky (ATCC #19686).
Kauptu handahófskennda kassa af lífrænum vínberutómötum af staðbundnum markaði og geymdu í kæli við 4°C fram að notkun (allt að 3 dagar).Tilraunatómatarnir voru allir jafnstórir, um 1/2 tommur í þvermál.
Samskiptareglur um ræktun, sáningu, útsetningu og fjölda fjölda nýlendna eru ítarlegar í fyrri útgáfu okkar og ítarlegar í viðbótargögnum.Virkni EWNS var metin með því að útsetja sáð tómata fyrir 40.000 #/cm3 í 45 mínútur.Í stuttu máli voru þrír tómatar notaðir til að meta eftirlifandi örverur á tímanum t = 0 mín.Þrír tómatar voru settir í EPES og útsettir fyrir EWNS við 40.000 #/cc (EWNS exposed tomates) og hinir þrír voru settir í viðmiðunarhólfið (viðmiðunartómatar).Viðbótarvinnsla á tómötum í báðum hópum var ekki framkvæmd.EWNS-útsettir tómatar og viðmiðunartómatar voru fjarlægðir eftir 45 mínútur til að meta áhrif EWNS.
Hver tilraun var gerð í þríriti.Gagnagreining var framkvæmd í samræmi við siðareglur sem lýst er í viðbótargögnum.
Óvirkjunaraðferðir voru metnar með því að setja útsett EWNS sýni (45 mín við 40.000 #/cm3 EWNS úðabrúsastyrk) og ógeisluðum sýnum af skaðlausum bakteríum E. coli, Salmonella enterica og Lactobacillus.Agnirnar voru festar í 2,5% glútaraldehýð, 1,25% paraformaldehýð og 0,03% píkrínsýru í 0,1 M natríumkakódýlatbuffi (pH 7,4) í 2 klukkustundir við stofuhita.Eftir þvott skal festa eftir með 1% osmíumtetroxíði (OsO4)/1,5% kalíumferrósýaníði (KFeCN6) í 2 klukkustundir, þvo þrisvar sinnum í vatni og rækta í 1% úranýlasetati í 1 klst., þvo síðan tvisvar í vatni, síðan þurrka í 10%, 70% alkóhól í 10%, 0,00% alkóhóli, 10%, 90% aseti.Sýnin voru síðan sett í própýlenoxíð í 1 klukkustund og gegndreypt með 1:1 blöndu af própýlenoxíði og TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA).Sýnin voru felld inn í TAAB Epon og fjölliðuð við 60°C í 48 klukkustundir.Hernaða kornótta plastefnið var skorið og sýnt með TEM með því að nota hefðbundna rafeindasmásjá JEOL 1200EX (JEOL, Tókýó, Japan) búin AMT 2k CCD myndavél (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, Massachusetts, Bandaríkjunum).
Allar tilraunir voru gerðar í þríriti.Fyrir hvern tímapunkt var bakteríuþvotti sáð í þrígang, sem leiddi til alls níu gagnapunkta á hverjum punkti, meðaltal þeirra var notað sem bakteríustyrkur fyrir þá tilteknu örveru.Staðalfrávikið var notað sem mæliskekkju.Öll stig telja.
Logaritmi minnkunar á styrk baktería samanborið við t = 0 mín var reiknaður út með eftirfarandi formúlu:
þar sem C0 er styrkur baktería í viðmiðunarsýninu á tíma 0 (þ.e. eftir að yfirborðið hefur þornað en áður en það er sett í hólfið) og Cn er styrkur baktería á yfirborðinu eftir n mínútna váhrif.
Til að gera grein fyrir náttúrulegu niðurbroti baktería meðan á 45 mínútna váhrifum stóð, var logalækkunin samanborið við viðmiðið eftir 45 mínútur einnig reiknuð út sem hér segir:
þar sem Cn er styrkur baktería í samanburðarsýninu á tíma n og Cn-Control er styrkur viðmiðunarbaktería á tíma n.Gögnin eru sett fram sem logafækkun samanborið við samanburðarhóp (engin útsetning fyrir EWNS).
Meðan á rannsókninni stóð voru nokkrar samsetningar spennu og fjarlægðar milli nálarinnar og mótrafskautsins metnar með tilliti til Taylor-keilumyndunar, Taylor-keilustöðugleika, EWNS framleiðslustöðugleika og endurgerðanleika.Ýmsar samsetningar eru sýndar í aukatöflu S1.Tvö tilvik sem sýndu stöðuga og endurskapanlega eiginleika (Taylor keila, EWNS kynslóð og stöðugleiki yfir tíma) voru valin til yfirgripsmikillar rannsóknar.Á mynd.Mynd 3 sýnir niðurstöður fyrir hleðslu, stærð og innihald ROS í báðum tilfellum.Niðurstöðurnar eru einnig sýndar í töflu 1. Til viðmiðunar, bæði mynd 3 og tafla 1 innihalda eiginleika áður tilbúna óbjartsýni EWNS8, 9, 10, 11 (grunnlínu-EWNS).Tölfræðilegar marktektarútreikningar með tvíhliða t-prófi eru endurbirtir í viðbótartöflu S2.Að auki fela viðbótargögn í sér rannsóknir á áhrifum þvermáls gagns rafskauts sýnatöku holu (D) og fjarlægð milli jarðskauts og enda (L) (viðbótarmyndir S2 og S3).
(ac) Stærðardreifing mæld með AFM.(df) Yfirborðshleðslueiginleiki.(g) ROS einkenni EPR.
Það er einnig mikilvægt að hafa í huga að fyrir allar ofangreindar aðstæður var mældur jónunarstraumur á milli 2 og 6 μA og spenna á milli -3,8 og -6,5 kV, sem leiddi til minni orkunotkunar en 50 mW fyrir þessa einu EWNS kynslóð tengieiningu.Þrátt fyrir að EWNS hafi verið myndað undir háum þrýstingi var ósonmagn mjög lágt og fór aldrei yfir 60 ppb.
Viðbótarmynd S4 sýnir hermt rafsvið fyrir [-6,5 kV, 4,0 cm] og [-3,8 kV, 0,5 cm] atburðarás, í sömu röð.Fyrir [-6,5 kV, 4,0 cm] og [-3,8 kV, 0,5 cm] sviðsmyndir eru útreikningar á sviði 2 × 105 V/m og 4,7 × 105 V/m, í sömu röð.Búist er við því, þar sem í öðru tilvikinu er spennu-fjarlægðarhlutfallið mun hærra.
Á mynd.3a,b sýnir þvermál EWNS mælt með AFM8.Reiknað meðaltal EWNS þvermál var 27 nm og 19 nm fyrir [-6,5 kV, 4,0 cm] og [-3,8 kV, 0,5 cm] kerfi, í sömu röð.Fyrir [-6,5 kV, 4,0 cm] og [-3,8 kV, 0,5 cm] sviðsmyndir eru rúmfræðileg staðalfrávik dreifinganna 1,41 og 1,45, í sömu röð, sem gefur til kynna þrönga stærðardreifingu.Bæði meðalstærð og rúmfræðilegt staðalfrávik eru mjög nálægt grunnlínu EWNS, við 25 nm og 1,41, í sömu röð.Á mynd.Mynd 3c sýnir stærðardreifingu grunn-EWNS mæld með sömu aðferð við sömu aðstæður.
Á mynd.3d,e sýnir niðurstöður hleðslulýsingar.Gögn eru meðaltalsmælingar á 30 samtímis mælingum á styrk (#/cm3) og straumi (I).Greiningin sýnir að meðalhleðsla á EWNS er 22 ± 6 e- og 44 ± 6 e- fyrir [-6,5 kV, 4,0 cm] og [-3,8 kV, 0,5 cm], í sömu röð.Þeir hafa marktækt hærri yfirborðshleðslu samanborið við grunnlínu EWNS (10 ± 2 e-), tvisvar sinnum meiri en [-6,5 kV, 4,0 cm] atburðarás og fjórfalt meiri en [-3 ,8 kV, 0,5 cm].Mynd 3f sýnir hleðsluna.gögn fyrir Baseline-EWNS.
Af styrkleikakortum EWNS númersins (viðbótarmyndir S5 og S6) má sjá að [-6,5 kV, 4,0 cm] atburðarásin hefur marktækt fleiri agnir en [-3,8 kV, 0,5 cm] atburðarásin.Einnig er rétt að taka fram að styrkur EWNS-tölu var fylgst með í allt að 4 klukkustundir (viðbótarmyndir S5 og S6), þar sem stöðugleiki EWNS-myndunar sýndi sama magn agnafjöldastyrks í báðum tilfellum.
Á mynd.3g sýnir EPR litrófið eftir frádrátt á fínstilltu EWNS-stýringunni (bakgrunnur) við [-6,5 kV, 4,0 cm].ROS litróf voru einnig borin saman við Baseline-EWNS atburðarás í áður birtu verki.Fjöldi EWNS sem bregðast við snúningsgildrum var reiknaður vera 7,5 × 104 EWNS/s, sem er svipað og áður birt Baseline-EWNS8.EPR litrófið sýndi greinilega tilvist tveggja tegunda af ROS, þar sem O2- var ríkjandi tegund og OH• í minna magni.Að auki sýndi bein samanburður á hámarksstyrkleika að fínstillt EWNS hafði marktækt hærra ROS innihald samanborið við grunnlínu EWNS.
Á mynd.4 sýnir útfellingu skilvirkni EWNS í EPES.Gögnin eru einnig tekin saman í töflu I og borin saman við upprunalegu EWNS gögnin.Fyrir bæði tilvik EUNS er útfellingin nálægt 100% jafnvel við lágspennu 3,0 kV.Venjulega dugar 3,0 kV fyrir 100% útfellingu, óháð breytingu á yfirborðshleðslu.Við sömu aðstæður var útfellingarvirkni Baseline-EWNS aðeins 56% vegna minni hleðslu þeirra (að meðaltali 10 rafeindir á EWNS).
Á mynd.5 og í töflu.2 tekur saman óvirkjunargildi örvera sem sáð er á yfirborð tómata eftir útsetningu fyrir um það bil 40.000 #/cm3 EWNS í 45 mínútur í bestu stillingu [-6,5 kV, 4,0 cm].Sáð E. coli og Lactobacillus innocuous sýndu marktæka minnkun um 3,8 logs á 45 mínútna útsetningu.Við sömu aðstæður hafði S. enterica 2,2 log lækkun en S. cerevisiae og M. parafortutum 1,0 log lækkun.
Rafeindasmámyndirnar (Mynd 6) sýna líkamlegar breytingar sem EWNS valda á skaðlausum Escherichia coli, Streptococcus og Lactobacillus frumum sem leiða til óvirkjunar þeirra.Viðmiðunarbakteríurnar voru með ósnortnar frumuhimnur en þær bakteríur sem urðu fyrir áhrifum höfðu skemmt ytri himnur.
Rafeindasmásjármynd af eftirlits- og óvarnum bakteríum leiddi í ljós himnuskemmdir.
Gögnin um eðlisefnafræðilega eiginleika fínstilltu EWNS sýna sameiginlega að eiginleikar (yfirborðshleðsla og ROS innihald) EWNS voru verulega bættir samanborið við áður birt EWNS grunnlínugögn8,9,10,11.Á hinn bóginn hélst stærð þeirra á nanómetrabilinu, mjög svipuð niðurstöðunum sem áður hefur verið greint frá, sem gerir þeim kleift að vera í loftinu í langan tíma.Hægt er að útskýra fjöldreifingu sem sést með yfirborðshleðslubreytingum sem ákvarða stærð EWNS, tilviljun Rayleigh áhrifanna og hugsanlegri samruna.Hins vegar, eins og greint er frá af Nielsen o.fl.22, mikil yfirborðshleðsla dregur úr uppgufun með því að auka á áhrifaríkan hátt yfirborðsorku/spennu vatnsdropa.Í fyrri útgáfu okkar8 var þessi kenning staðfest með tilraunum fyrir ördropa 22 og EWNS.Tap á hleðslu í yfirvinnu getur einnig haft áhrif á stærðina og stuðlað að þeirri stærðardreifingu sem sést.